电力电子课程设计--直流降压斩波电路

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1、等级:湖南工程学院课程设计课程名称电力电子技术课题名称直流降压斩波电路专业自动化班级1102学号201101020237姓名杨程指导教师唐勇奇2013年12月30日22湖南工程学院课程设计任务书课程名称：电力电子技术题目：直流降压斩波电路专业班级：自动化1102学生姓名：杨程学号：201101020237指导老师：唐勇奇审批：任务书下达日期2013年12月23日设计完成日期2013年12月30日22设计内容与设计要求一．设计内容：1．电路功能：1)电网工频交流先整流为固定直流，在通过直流斩波电路，得到所需的直流；2)电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：整流电路、斩波电路

2、。控制电路主要环节：脉冲发生电路、驱动电路。3)功率变换电路中的开关器件采用IGBT或MOSFET。4)系统具有完善的保护2.系统总体方案确定3.主电路设计与分析1）确定主电路方案2）主电路元器件的计算及选型3）主电路保护环节设计4.控制电路设计与分析1）检测电路设计2）功能单元电路设计3）触发电路设计4）控制电路参数确定二．设计要求：1．设计思路清晰，给出整体设计框图；2．单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3．分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。4．绘制总电路图5．写出设计报告；22主要设计条件1．设计依据主要参数1）输入电压：三相（AC）380（1

3、+15%）2）第一组（降压组）输出电压0~300V（DC）第二组（升压组）输出电压0~800V（DC）3）输出电流：30A4）功率因数：≥0.82.可提供实验与仿真条件说明书格式1．课程设计封面；2．任务书；3．说明书目录；4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；5．单元电路设计（各单元电路图）；6．电路改进、实验及仿真等。7．总结与体会；8．附录（完整的总电路图）；9．参考文献；10、课程设计成绩评分表22进度安排第一周星期一:课题内容介绍和查找资料；星期二:总体电路方案确定星期三:主电路设计星期四:控制电路设计星期五:控制电路设计；第二周星期一:控制电路设计星期二：电

4、路原理及波形分析、实验调试及仿真等星期四~五:写设计报告，打印相关图纸；星期五下午:答辩及资料整理参考文献1．王兆安，电力电子技术（第4版）．机械工业出版社，2008.2．刘星平．电力电子技术及电力拖动自动控制系统．校内，2009.3.浣喜明，姚为正．电力电子技术．高等教育出版社，2008.4．刘祖润，胡俊达．毕业设计指导．机械工业出版社，1995.5.林飞，杜欣．电力电子应用技术的MATLAB仿真．中国电力出版社，2009.6．钟炎平．电力电子电路设计．华中科技大学出版社，2010.7．徐德鸿．现代电力电子器件原理与应用技术．机械工业出版社，2011.22目录第1章总体方案7

5、第2章主电路设计82.1工作原理82.2参数分析92.3元件型号选择10第3章控制电路设计103.1控制电路方案选择103.2工作原理12第4章驱动电路设计134.1驱动电路方案选择134.2工作原理14第5章保护电路设计155.1过压保护电路155.2过流保护电路17第6章系统仿真186.1电路总图186.2MATLAB的仿真结果196.3仿真结果分析20第7章课程设计总结20第8章参考文献2122第1章总体方案电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，

6、通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路，设计出降压斩波电路的结构框图如图1所示。图1降压斩波电路结构框图在图1结构框图中，控制电路是用来产生降压斩波电路的控制信号，控制电路产生的控制信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换为加在开关控制端，可以使其开通或关断的信号。通过控制开关的开通和关断来控制降压斩波电路的主电路工作。控制电路中的保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流现象损害电路设备。22第2章主电路设计

7、2.1工作原理根据所学的知识，直流降压斩波主电路如图2所示：图2主电路图直流降压斩波主电路使用一个全控器件IGBT控制导通。用控制电路和驱动电路来控制IGBT的通断，当t=0时，驱动IGBT导通，电源E向负载供电，负载电压=E，负载电流按指数曲线上升。电路工作时波形图如图3所示：图3降压电路波形图22当时刻，控制IGBT关断，负载电流经二极管续流，负载电压近似为零，负载电流指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，故串联L值较大的电感。至一个周期T结束，再驱动IGBT导通，重复上一周期的过程